水资源规划与管理(河海水务)

水资源规划（前 4 周）第一章You will never know what you can do until you try! 1、什么是水资源：一般认为，水资源概念具有广义和狭义之分。广义水资源：地球上水圈内的水量总体，包括大气中的降水、河湖中的地表水、浅层和深层的地下水、冰川、海水等。狭义水资源：在一定的经济技术条件下可直接为人类利用的有一定数量和质量保证的，并能在不长时间内恢复和更新的淡水量。目前人类利用的淡水资源主要是：江河湖泊水和浅层地下水。2、资源的自然属性是指本身所具有的、没施加人类活动痕迹的特征。主要表现为：水资源的有限性与无限性；水资源时空分布的不均匀性；利用的广泛性和不可替代性；利害两重性资源不仅是一种自然资源，更是一种社会资源，已成为人类社会的一个重要的组成部分。水资源的社会属性主要表现为：经济性；伦理性；垄断性3、我国水资源的 4 大特征（1 ） 、人均水资源不足（2 ）我国水资源的空间分布不均：兴修水利工程，跨流域调水（3 ）我国降水的空间分布时间变化不均（4 ）水资源浪费，污染现象严重虽然我国建设了大量的水利工程，但我国水资源还是频频告急，原因何在？（1 ） 人口增长迅速,供水紧张（2 ） 水资源利用率低，浪费惊人（3 ） 水污染我国水资源目前存在的问题： P13（1 ） 洪涝灾害频繁（2 ） 水资源紧缺（3 ） 水土流失，生态恶化（4 ） 水污染严重对策：（1 ） 合理使用水资源，加强水资源管理（2 ） 加强技术开发，改进人类用水的方式，提高水的利用率。（3 ） 确定合理的用水价格。（4 ） 允许民营企业承担投资和管理活动（5 ） 淡化海水和回收废水（6 ） 加强制度建设世界水资源三大问题：1）水少（干旱缺水）：导致水资源紧缺，主要有两个方面的影响：自然因素的制约；社会经济的发展，出现需大于供的情况。2）水多：这与水少问题形成一个对立面，也是地球上水量平衡的一个反映，同时由于气候变化以及人类活动的影响使洪水灾害日益严重。3）水脏：水环境恶化问题已经成为影响面最广、后果最严重的问题，它严重制约了社会经济的发展。中国水周”每年的 3 月 22 日至 28 日 “世界水日”每年的 3 月 22 日要求了解南水北调工程，东线：西线：中线第二章1、水污染的定义：水污染指水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用、危害人体健康、破坏生态环境，造成水质恶化的现象。2、水体与水：水体是河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等“贮水体”的总称。同时也是一个完整的生态系统，包括水、悬浮性物质、溶解性物质、底质和水生生物。3、水污染源的分类：（1 ）按造成水体污染的原因分天然污染源：是指自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所；如岩石的风化火山喷发、水流充蚀地表等人为污染源：是指人类活动所形成的污染源。如生产和生活所造成的，这种污染有时是由于偶然事故引起的，更多的是由于未经控制而任意排放出的工业废水、城市生活污水、农业和畜牧污水造成的。（2 ）按受纳水体分地面水污染源地下水污染源海洋污染源（3 ）按污染源释放的有害物质的种类分物理性污染源化学性污染源生物性污染源（4 ）按污染源的分布特征分：点污染源：以点状形式排放而使水体造成污染的发生源；工业废水非点污染源（面污染源）：以大面积形式分布和排放污染物而造成水体污染的发生源。农村生活污水一般含有有机物、病原体、悬浮物、化肥、农药等污染物；畜禽养殖业排放的废水，常含有很高的有机物浓度；对于湖泊的富营养化，面污染源所作的贡献常会超过 50%。大气中含有的污染物随降雨进入地表水体，也可认为是面污染源，如酸雨。风刮起泥沙、粉尘进入水体等，也是一种面污染源。4、水污染作用过程：废水进入水体后，立即产生两过程？水体污染过程，水体自净过程两大过程同时产生和同时存在，但在某一水域或一定时间内，总是存在相对主要过程5、水体自净影响因素（1 ）受纳水体的地形、水文条件（2 ）微生物种类与数量（3 ）水温和复氧能力（风力、风向、水体紊流情况（4 ）污染物性质、浓度等6、水体自净机制物理净化作用：包括稀释、沉淀、迁移、混合、扩散、挥发等，使浓度降低。物理过程不减少绝对量，但影响浓度分布，有利于后续化学和生物净化过程。化学净化作用：包括氧化还原、分解、凝聚、吸附等作用。化学过程可改变污染物的绝对量和毒性。生物净化作用：通过河流、湖泊、水库等水体中生存的细菌、真菌、藻类、鱼类等的代谢作用分解水中污染物，使其数量减少，直至消失的过程。是水体自净的主要途径。7、溶解氧是水体自净的一个指标。在水体有机物污染过程中，溶解氧变化可用氧垂曲线表示。 （自己照 PDF 画下，复制不上去）图表示了有机污染物排入水体后,水体中溶解氧含量变化的情形。图中有三条曲线,a 累积耗氧量表示的是耗氧过程,b 累积复氧量反映了复氧过程,其综合结果是水体中溶解氧浓度的变化.由图可见,在排放口附近, 水体中溶解氧含量急剧下降,这是因为此时排入的有机物较多,耗氧速度大于复氧速度;随着有机污染物的不断分解氧化,耗氧速度不断降低,在排放口下游的某点终于出现了耗氧速度与复氧速度相等的情况,这时溶解氧的含量最低,此点被称为最缺氧点。根据图中反映溶解氧浓度变化的曲线呈现的形状,它常被称为氧垂曲线。氧垂曲线上 Cp 点的意义是溶解氧最低点。在此点之前，耗氧作用大于复氧作用，水中溶解氧逐渐降低，水质逐渐恶化；Cp 点以后，复氧作用大于耗氧作用，溶解氧逐渐恢复，水质逐渐好转。若 Cp 点溶解氧含量大于地面水卫生标准规定的数值（4mg/L） ，表明水中耗氧有机物的排放未超过水体的自净能力；若 Cp 点溶解氧含量低于地面水卫生标准规定的数值，表明耗氧有机物污染严重。8、城市水污染的类型： A 重金属污染 B 需氧有机物污染C 病原体污染 D 热污染 E 油类污染 F 富营养化污染9、 （ 1） .生物化学需氧量 简称生化需氧量（BOD ）：Biochemical oxygen demand，表示在好氧气条件下，水中的有机污染物经微生物分解所需的氧量（单位体积的污水所消耗的氧量毫克升）标准：在 20条件, 水体培养五天后测定。以每升水中消耗溶解氧的毫克数来表示。BOD 小于 1 毫克升，表示水体清洁；大于 34 毫克升,表示已受到有机物的污染。（2 ） .化学需氧量（COD）： Chemical oxygen demand，在规定条件下，使水样中能被氧化的物质氧所需耗用化学氧化剂的量。目前常用的氧化剂主要是重铬酸钾或高锰酸钾。.（3 ）总有机碳（TOC）：Total organic carbon，水中溶解性和悬浮性有机物中存在的全部碳量。（4 ） .总需氧量（TOD）：Total oxygen demand，水中有机物除含有机碳外，尚含有氢、氮、硫等元素。当这些元素全部被氧化时所需的氧量。（5 ） .溶解氧（DO）：水质重要参数之一。10、富营养化污染类型天然富营养化：湖泊演变的自然过程，湖泊形成的幼年时期，均处于贫营养状态，随着时间的推移和环境的变化，逐渐使湖水中营养物质的浓度增加，其来源为天然因素。a.天然降水b.地表土壤的侵蚀、淋溶c.浮游动植物生长、死亡、分解、释放。人为富营养化：由于工农业生产的迅速发展，使营养物质大量进入湖泊水体，加速了湖泊演化的过程，其来源：a.城市生活污水带来大量 N、 P；含磷洗涤剂b.农村施用的化肥、牲畜粪便，经面源污染而进入。天然与人为富营养化的共同点与不同点共同点：都是由于水体中 N、P 富集，引起水体 DO 下降恶化；不同点：天然富营养化是湖泊水体生长、发育、老化消亡整个生命史中必须过程，经历时间漫长，需以地质年代或世纪来描述，人为富营养化因人类排放含有 N、P 的工农业生活污水所致，演化速度极快，短时间内可使湖泊由贫变富。11、废水处理方法的分类：（1 ）按照废水处理的作用原理分类物理法：利用物理作用使悬浮状态的污染物质与废水分离，在处理过程中污染物质的化学性质不发生变化。处理对象：悬浮物 处理方法：a 沉淀 b 过滤 c 离心分离 d 气浮 e 蒸发结晶法 f 反渗透法化学法：利用某种化学反应使废水中污染物质的性质或形态发生改变，而从水中除去的方法。处理对象：溶解性污染物质或胶体物质。处理方法：a 混凝 b 中和 c 氧化还原 d 沉淀生物法：通过微生物的新陈代谢作用，将污水中有机物的一部分转化为为微生物的细胞物质，另一部分转化为比较稳定物质的方法。生物处理的主要作用者是微生物，根据反应中氧气的需求，可把细菌分为好氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌。处理对象：废水中胶体和溶解性有机污染物。处理方法：a 好氧生物处理法（如活性污泥法、生物膜法、氧化塘等）b 厌氧生物处理法（主要构筑物是消化池，或沼气池、三格化粪发酵池等）12、为何要回收沉淀池的污泥？(需要自己通过 PDF 总结)13、生物膜法：生物填料表面附着的生物薄膜进行污染物降解的生物处理法。于 19 世纪末，在研究土壤净化污水的过滤田的基础上，开发并应用于生产。由于效果不如后来出现的活性污泥法，一度被长期搁置，60 年代以后，由于新型合成材料的大量生产和环境保护对于水要求的进一步提高，生物膜法又获得了新的发展。好氧生物膜法构筑物有普通滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池，还有生物转盘、接触氧化法等。14、厌氧消化机理：（1 ）酸性消化阶段*产酸菌分泌的外酶作用下，含碳有机物被水解成单糖，蛋白质被水解成肽和氨基酸，脂肪被水解成丙三醇、脂肪酸。*这些产物再进入产酸菌的细胞体内，被代谢成更简单的甲、乙、丙、丁酸等有机酸及醇类、醛类、二氧化碳、硫化氢、氢等，同时释放能量。pH 可降致 6 以下。此后，随着有机酸和溶解性含氮化合物的分解，pH 回升到 6.5-6.8。（2 ）碱性消化阶段代谢产物在甲烷细菌的作用下，进一步分解成生物气的阶段，主要成分是甲烷、二氧化碳及少量氨和硫化氢等。*甲烷细菌是专性厌氧的。对温度、pH 值、有毒物质敏感。温度常恒定在中温（35-38 ）或高温（52-55 ） 。pH 值需严格控制在 6.8-7.2 之间。15、按照废水处理程度划分一级处理（包括预处理）二级处理（生物处理）三级处理（深度处理）16、设计废水处理流程的原则：先易后难，先简后繁。即：首先使用物理法，然后再使用生化法和物化法。具体原则：首先去除大块漂浮物质，然后再依次去除悬浮固体，胶体物质、溶解性物质。17、城市污水处理流程：（1 ）一级处理厂流程（2 ）二级处理厂（活性污泥法）流程（3 ）三级处理厂流程18、造纸厂废水处理实例（为何加废水调节池，为何加冷却塔）19、用水定额包括哪些20、计算方法：（1 ）经调查专家得出现金估计值（a） ，最大可能估计值（m）和保守估计值（b） ，据此计算用水量的均值和标准差。均值 标准差 假定用水量满足正态分布，计算不同定额水平下的用水量。根据正态分布表，调整后的用水定额基准值为：从正态分布表中，可以查到对应 值的概率。例】如对某产品新水量的先进估计为 12.5m3/t，保守估计为 29.5m3/t，最大可能估计为17.5m3/t，求：新水量的平均值；平均值实现的可能性；新水量为 20m3/t，其实现的可能性；实现可能性为 90